外源Ca^(2+)对两种产脲酶细菌修复Cd-As复合污染水稻土的影响

微生物诱导碳酸盐沉淀(Microbially induced carbonate precipitation,MICP)技术已被广泛应用于土壤重金属污染修复。为促进MICP过程,提高土壤修复效果,以Cd-As复合污染的水稻土为研究对象,利用巴氏八叠球菌(Octococcus pasteurii)和蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)两种产脲酶细菌,分析比较了外源添加氯化钙(CaCl2)对两种菌株固定土壤中Cd、As效果的影响,并对修复后土壤理化性质、酶活性及微生物多样性的变化进行了检测。结果表明:两种菌株均能固定土壤Cd、As,其中,蜡样芽孢杆菌对土壤Cd、As的固定效果更佳,与巴氏八叠球菌处理相比,蜡样芽孢杆菌处理下土壤有效态Cd、As含量分别降低了16.7%、11.1%;添加外源Ca^(2+)后,在两种细菌处理下有效态Cd、As含量均发生显著变化,分别降低了17.3%~22.2%、16.8%~26.7%,可见Ca^(2+)的添加能有效促进MICP过程,促进对Cd、As的固定。此外,与未添加Ca^(2+)处理相比,添加Ca^(2+)后,两种细菌处理下显著提高了土壤脲酶活性(52.6%~113.3%)、蔗糖酶活性(13.1%~28.9%)、碱解氮含量(3.4%~25.5%)、速效钾含量(2.1%~34.1%)以及微生物多样性,表明外源Ca^(2+)可有效提高土壤肥力及土壤生态功能。综上,基于MICP作用,可通过添加外源Ca^(2+)来增强产脲酶细菌对Cd-As复合污染土壤的修复效果,其中,蜡样芽孢杆菌修复效果更佳。

三种钝化剂对镉-砷复合污染水稻土修复效果研究

【目的】本研究目的为寻求高效、经济的钝化剂用于修复镉-砷(Cd-As)复合污染农田土壤,为保障粮食安全及人类健康发挥重要作用。【方法】本研究以Cd-As复合污染水稻土为研究对象,开展土培试验,以无添加空白为对照(CK),通过外源添加CaCO3(CA)、水稻秸秆(JG)、水稻秸秆生物炭(SW)对比三种钝化剂对Cd、As的钝化效果,同时关注不同钝化剂对土壤肥力指标及土壤酶活性的影响,以期筛选出能在有效钝化Cd-As的同时还可提高农田土壤生态功能的钝化剂。【结果】结果表明,与CK相比,CA、JG和SW处理下Cd毒性浸出率分别降低了6.13%、8.97%和12.3%,As毒性浸出率分别降低了9.02%、4.24%和5.42%;同时,CA和SW处理下残渣态Cd分别增加了12.2%和12.1%,残渣态As分别增加了28.7%和15.1%。与CK相比,三种处理下土壤pH、有机质、全氮、全磷含量均显著增加,其中SW处理下土壤有机质、全氮、全磷最高,与CK相比分别提升了7.51%、9.14%和15.6%。此外,与CK相比,SW处理下土壤碱性磷酸酶活性、蛋白酶活性显著增加,分别增加了35.3%和12.2%。【结论】综上,生物炭在修复Cd-As复合污染土壤方面具有明显优势,其添加即可降低Cd、As有效性,还可提升土壤肥力和生态功能,是重金属污染土壤特别是Cd-As复合污染土壤的良好修复材料。